高灵敏度氧化钴检测针状纳米棒非酶法葡萄糖

糖尿病是一个全球性的公共卫生问题。这种代谢紊乱是由胰岛素缺乏和高血糖引起的，表现为血糖浓度高于或低于80–120 mg/dL的正常范围；糖尿病的诊断和治疗需要严密监测血糖水平。

数以百万计的糖尿病患者每天都要检测血糖水平，使葡萄糖成为最常见的检测分析物。这种情况导致了对葡萄糖检测的关键和迷人的研究。

自从Clark和Lyons首次报道了通过将葡萄糖氧化酶封装在金属电极上的聚乙烯中的葡萄糖生物传感器以来，人们对葡萄糖的检测进行了大量的研究。

早在1967年就开发出了电化学葡萄糖生物传感器；这是一种酶电极，并且具有固定在凝胶上的葡萄糖氧化酶（GOx）以在体外测量生物溶液和组织中的葡萄糖浓度。Updike和Hicks的这一发展引发了大量有利于基于酶的葡萄糖生物传感器的研究活动。

Wang等人^[1]基于酶的葡萄糖检测生物传感器可以通过测量H₂O₂电氧化的阳极电流来实现，H₂O₂是GOx（FAD）和葡萄糖之间反应的副产物。

然而，对于酶型生物传感器，副产物H₂O₂相对于Ag/AgCl/KCl具有0.6V的高传感电势，并且这种高传感电势导致大的干扰噪声。

换言之，存在一些物种，例如，在血清的情况下的抗坏血酸（AA）和尿酸（UA），它们可以在该电势内发生氧化，从而引起不必要的电流检测信号；这是一个主要问题，尤其是关于电化学传感。

此外，GOx的不稳定性问题也必须解决，因为酶促葡萄糖生物传感器由于酶的性质而缺乏稳定性。

图1显示了所制备的膜的XRD图谱及其在四个不同温度下退火后的图谱。根据粉末衍射标准联合委员会，所制备的膜的所有衍射峰都可以标为层状碳酸钴氢氧化物（LCCH），即Co（CO₃）_0.5（OH）_x·11H₂O。对于在200下退火的薄膜◦C、 衍射峰可以被索引为LCCH和氢氧化钴。

显然，随着二氧化碳的释放，LCCH部分转化为氢氧化钴。在300的退火温度或以上，膜的所有衍射峰都可以被标为Co₃O₄℃这意味着LCCH薄膜在300或以上的退火温度下转化为纯Co₃O₄℃。

Porta等人^[2]报道，当LCCH在自由气氛中进行退火过程时，LCCH的水和二氧化碳在高于120的退火温度下开始释放◦C、 LCCH在220的退火温度下完全转化为Co₃O₄℃.我们的XRD结果与本报告一致，即在200℃薄膜保持为LCCH，温度为300◦C它是Co₃O₄或确切地说是CoONRs。

此外，可以通过使用Scherrer公式计算Co₃O₄膜的晶粒尺寸，考虑到膜的XRD图案中最强烈的峰，即（311）处的峰：

其中和B分别是X射线的波长和在半最大强度下的全宽度。研究发现，随着退火温度从300、400提高到500℃，Co₃O₄的晶粒尺寸从12.1、17.2增加到25.9nm。

图2（a）和（b）显示了所制备的膜和在400下退火的膜的SEM图像◦分别在C中培养30分钟。可以清楚地看到，两种情况下的薄膜都是由针状纳米棒组成的，退火处理后宏观形貌没有显著变化。

此外，如图6所示，如图2（c）所示，薄膜厚度约为3.7m，在针状纳米结构下方的薄膜下部有一层致密层。

图2 （a）未退火的LCCH膜，（b）在400℃下退火的CoONRs膜的SEM图像和（c）在400℃下退火的CoONRs膜的横截面

[1] Wang, W., Zhang, L.L., Tong, S.F., Li, X., Song, W.B., 2009. Biosens. Bioelectron. 25, 708–714.

[2] Porta, P., Dragone, R., Fierro, G., Inversi, M., Lojacono, M., Moretti, G., 1992. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 88, 311–319.

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